일본산업뉴스요약

우유∙두부로 형광물질 제작
유기EL이나 태양전지용 / 식품폐기물의 유효 활용

니혼대학의 마쓰후지(松藤) 교수와 이와부치(岩淵) 교수는 우유나 두부 등의 식품으로 유기EL과 태양전지의 재료가 되는 형광물질을 만드는 기술을 개발하였다. 식품을 분해한 효소와 미생물이 만드는 유기물을 섞기만 하면 된다. 국내에서 발생하고 있는 방대한 양의 식품 폐기물을 유효하게 활용할 수 있다. 앞으로는 분자의 구조에 대해 연구하여 밝기를 개선하고 기업과 협력하여 5년 후에 실용화를 목표한다.

연구그룹은 미야기현 바다에서 발견한 미생물의 일종인 ‘슈우도모나드’가 식이섬유 성분인 리그닌의 분해물질을 대사하는 것에 주목하였다. 대사물질인 ‘3-MGA’라는 방향족 화합물에, 우유 등의 단백질이 효소로 분해되어 나오는 펩티드를 섞는 것 만으로 ‘NAPSFA’라는 형광물질을 만드는 기술을 개발하였다.

암 세포를 빛나게 하는 용도 등에서 널리 사용되는 플루오레세인 등의 유기 형광물질은 산이나 알칼리에 약하다. 반면에 새롭게 개발한 형광물질은 수소 이온 농도(pH)가 2~13으로 폭넓어 다양한 환경에서 빛날 수 있다.

섭씨 95도의 고온에도 견딜 수 있기 때문에 유기EL의 부재로 빛을 발산하는 고분자나 빛을 흡수하는 태양전지의 소재로도 사용하기 쉬울 것으로 보고 있다.

우유나 두부, 땅콩 등의 식품에 포함된 단백질을 효소로 분해하여 만든 다양한 펩티드로 만들 수 있다. 시판 중인 광원과 동일한 365㎚(나노는 10억분의 1)의 빛을 비추면 파장이 400~540㎚의 청색에서 녹색 형광을 발산한다.

현재로서는 형광이 기존품보다 약하기 때문에 앞으로는 기업과 협력하여 분자의 구조를 개량하여 형광의 강도를 높인다.

식품 폐기물의 발생량은 국내에서 연간 약 3,000만 톤에 달한다. 대부분은 비료나 가축의 사료, 연료로 사용하지만 비용에 걸맞지 않기 때문에 기술 개발이 진척되지 못하면서 부가가치가 높은 용도로는 거의 사용되지 않고 있다.

유기EL을 사용하는 텔레비전이나 조명, 재생가능 에너지의 보급에 따라 필수 재료로서의 형광물질에 대한 수요는 앞으로 더욱 증가할 전망이다. 연구그룹의 성과를 통해 형광물질의 용도가 개척될 가능성이 있다.

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